Riffgestaltung Teil 1 (MA02/2015)

Gut besetztes Großaquarium zu Beginn der Startphase.
Foto: M. Berghammer/RiffSystem Edling
Der Einfluss der
RIFFAQUARIENGESTALTUNG
auf die Aquarienpraxis
Teil 1: Auswirkung der Aquariengestaltung auf
aquarienbiologische Prozesse am Beispiel der Nitrifikation.
Von Dipl.-Biol. Jörg Kokott
Keramische Bauelemente, aber auch
Einleitung
fertige Dekorationen aus gereinigtem
toten Riffgestein, bieten hervorragende Möglichkeiten für eine individuelle
und variationsreiche Gestaltung.
Sie haben aber auch maßgebenden Einfluss auf die Einfahrphase eines Aquariums.
44
der Meerweraquarianer
I
n den letzten zehn Jahren haben sich die Prinzipien der
Gestaltung von Riffaquarien grundlegend verändert.
Künstliche Dekorationsmaterialien, allen voran keramische
Bauelemente, aber auch fertige Dekorationen aus totem
Riffgestein, wie sie von verschiedenen Herstellern angeboten werden, bieten hervorragende Möglichkeiten für eine
individuelle und variationsreiche Gestaltung. Formen und
Strukturen, die mit natürlichen Materialien (z. B. lebendes Riffgestein) schlecht, oder gar nicht realisierbar sind,
können als fertige Bauteile direkt verarbeitet, oder aus passenden Einzelstücken leicht zusammengesetzt werden.
Im Wesentlichen hat sich die Verfügbarkeit dieser vorgefertigten, zum Teil künstlichen Gestaltungsmaterialien äußerst positiv auf die Entwicklung der Riffaquaristik ausgewirkt. Zum einen erleichtern die bestehenden „Ab-Lager“-Formen von Säu-
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Das nebenstehende Aquarium wurde ausschließlich mit Riffkeramik aufgebaut.
Foto: M. Berghammer/RiffSystem Edling
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Rüdiger Latka
DAS RIFFAQUARIUM
Praxis für Neueinsteiger
Rüdiger Latka
Praxis für Neueinsteiger
3., neu bearbeitete Auflage
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DAS RIFFAQUARIUM
len, Plateaus, Riffbrücken oder Riffästen insbesondere dem Einsteiger die Planung der
Gestaltung, weil die Gestaltungselemente schon in der entsprechenden Form vorliegen,
und nicht erst aus vielen verschiedenen Steinen zusammengebaut werden müssen.
Zum anderen können Fachhändler oder andere am Beratungsprozess beteiligte Personen die Prinzipien der Aquariengestaltung einfacher vermitteln, sodass eine präzise und zielorientierte, d. h. dem Gestaltungsplan entsprechende Aquariengestaltung möglich ist.
Wenngleich die heutigen Gestaltungsmöglichkeiten den Aufbau der Riffdekoration sowie die Riffpraxis1 im Allgemeinen erleichtern, bestehen in meinen Augen gravierende Defizite zwischen Theorie und Praxis hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die aquarienbiologischen Abläufe und den praktischen Betrieb.
Diese beiden Lehrbuchkapitel sind praktisch nicht voneinander trennbar,
was uns in der Riffaquariumpflege konsequenterweise auch begegnet.
Der hier vorliegende, zweiteilige Artikel wird sich dieser Thematik annehmen
und aquarienbiologische Aspekte in Abhängigkeit von der Aquariengestaltung
erörtern. Ich werde zeigen, dass die Aquariengestaltung in vielerlei Hinsicht die
Aquarienpraxis bestimmt. Daraus resultierend sind auch die praktischen Pflegeund Versorgungsaufwendungen je nach Gestaltung individuell unterschiedlich.
Entsprechend notwendig sind definierte Parameter, mithilfe derer wir in der Lage
sind, eine Aquariengestaltung zu charakterisieren und in der Praxis zu beurteilen. Diesem Thema werde ich mich im zweiten Teil des Artikels annehmen.
Einer der bekanntesten aquarienbiologischen Prozesse, dessen funktionelle Ausprägung in direktem Zusammenhang mit der Riffgestaltung steht, ist die Nitrifikation,
d. h. die bakterielle Umwandlung (Oxidation) von Ammonium-Stickstoff zu NitratStickstoff, die ich unter heute modernen Gesichtspunkten diskutieren möchte.
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Historischer Rückblick: Lebende Steine
als Filter- und Gestaltungsmaterial
Zurückblickend auf die 1980er Jahre, mit der Verbreitung des „Berliner Systems“,
wurde die Aquariengestaltung mit einer biologischen Komponente belegt, nämlich
der „natürlichen Filterwirkung“ lebender Steine, die als Dekorationsmaterial Einzug
in die Meerwasseraquarien erhielten. Bis heute gilt es als allgemein akzeptiert, dass
lebende Steine einen Großteil der Nährstoff abbauenden bzw. umbauenden Prozesse
Die gute Qualität heutiger lebender Steine und die geringere Nährstoffbelastung künstlicher Elemente tragen dazu bei,
dass die Aquarienpraxis einfacher wird, weil man sich nicht mit hohen Nährstoffwerten, die aus Totgestein oder schlechten
lebenden Steinen resultieren, herumschlagen muss.
1
Rüdiger Latka Verlag
Dekan-Fellhauerstr. 18
76359 Marxzell
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www.dermeerwasseraquarianer.de
Die Diversität in und auf lebenden Steinen wird heute
auch durchaus kritisch diskutiert
Ein durch lebende Steine eingeschleppter Strudelwurm.
Foto: H. Kirchhauser
Nitrifikationsbakterien
Foto: MA
Ein gut gepflegter lebender Stein aus einer stark durchströmten Zone. Foto: MA
übernehmen können. Praktische Themen, wie die Nitrifikation oder die Denitrifikation, erübrigten sich im klassischen
Berliner System dadurch, dass diese beiden Stickstoffumwandlungsprozesse in den lebenden Steinen von alleine ablaufen
konnten, unabhängig von technischen Lösungen. In der
Tat wurden zu dieser Zeit – sehr selten sogar noch heute –,
die Nitrifikation und Denitrifikation filtertechnisch etabliert,
über den Riesel- oder Sprühfilter (Nitrifikation), respektive
über (v. a. Alkohol basierte) Nitratfilter (Denitrifikation).
Mit dem aus dem natürlichen Korallenriff importierten
Lebendgestein wurde im „Berliner System“ nicht nur ein
natürliches (und damit auch natürlich wirkendes) Gestaltungsmaterial zur Verfügung gestellt, sondern vielmehr
auch ein natürlicher Bewuchs mit diversen Organismen
ins Riffaquarium eingebracht (z. B. die genannten Nitrifikations- und Denitrifikationsbakterien und möglicherweise
auch uns unbekannte, nützliche marine Bakterienstämme).
Darüber hinaus auch Kalkrotalgen, Foraminiferen, Kalkschwämme, verschiedene Kleinkrebsarten bis hin zu kleinen
Korallenkolonien (vgl. Lehrbücher über Riffaquaristik). Diese
Diversität in und auf den lebenden Steinen diskutieren wir
heute durchaus auch kritisch, weil mitunter auch pathogene, parasitische oder räuberische Riffbewohner Einzug in
unsere Aquarien halten, die wir – ob ihres in unseren Augen negativen Einflusses – schlecht kontrollieren können.
Im Rahmen meiner eigenen aquaristischen Praxis habe ich
aber festgestellt, dass ein lebender Stein nur dann nachhaltig
funktioniert, wenn er als Biotop verstanden und als solches
auch gepflegt wird. Die Vorteile hochwertiger lebender Steine
sind unumstritten, v. a. was die Organismenvielfalt und ihren
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der Meerweraquarianer
positiven Einfluss auf das Aquariensystem angeht. Allerdings
müssen die lebenden Steine im Sinne der Biotoperhaltung
auch ein gewisses Maß an Pflege erhalten. Das bezieht sich
insbesondere auf die Versorgung mit Licht und Strömung!
Ungleich dessen, wird die Leistungsfähigkeit von Lebendgestein oft nur auf die bakteriellen Vorgänge der Nitrifikation und Denitrifikation reduziert. Möglicherweise
resultiert daraus die leider häufig empfohlene Praktik,
lebende Steine unbeleuchtet und mangelhaft umströmt
in Technikbecken unterzubringen, um hier Nitrifikations- und Denitrifikationsprozesse zu etablieren.
Eine Unterbringung von lebenden Steinen im Technikbecken empfehle ich grundsätzlich nicht, weil alle fotosynthetischen Organismen aufgrund des Lichtmangels absterben,
eine schlechte Beströmung zur Sedimentierung führt und
die Steine sich langfristig mit Nährstoffen anreichern. In
vielen Gesprächen mit Riffaquarianern über dieses Thema
wurde mir gegenüber mehrfach argumentiert, dass vor allem fotosynthetische Organismen (fotoautotrophe Organismen) auf den lebenden Steinen eine kritische Konkurrenz
zu den Nitrifikanten erzeugen würden. Das bedeutet, dass
die im Riffaquarium lichtexponierten lebenden Steine beispielsweise von Kalkrotalgen, oder auch von mikroskopisch
kleinen Mikroalgen derart stark bewachsen würden, dass
die nitrifizierenden Bakterien einem ökologischen Verdrängungsmechanismus unterlägen. Infolgedessen würden
die nitrifizierenden Bakterienpopulationen auf eine Größe
schrumpfen, die nicht mehr ausreichend sein könnte, um den
Nitrifikationsprozess aufrechtzuerhalten. Im unbeleuchteten
Technikbecken könnten die Bakterien hingegen ungestört
wachsen und nitrifizieren, respektive denitrifizieren, so die
einschlägigen Argumente, die so meinem Kenntnisstand
nach allerdings in keiner schriftlichen Publikation vorliegen.
Ich möchte im Folgenden diese Argumentation einer Verdrängung von Nitrifikationsbakterien durch fotoautotrophe
Organismen im Riffaquarium kurz diskutieren, weil sie in
meinen Augen kein realistisches Szenario beschreibt. Darüber hinaus bietet sich für mich im Anschluss daran die
Gelegenheit, dass ich meinen Standpunkt erörtere, dass
die Nitrifikation generell in unseren heutigen Riffaquarien
nicht nur kaum mehr von Bedeutung ist, sondern sogar ein
kontraproduktiver Stoffwechselweg sein kann, der grundsätzlich nicht übermäßig stark gefördert werden sollte.
Vom Lebend- zum Totgestein:
Steinansammlungen im Technikbecken
Wie ich bereits aufgeführt habe, benötigen lebende Steine
vor allem auch eine ausreichende Versorgung mit Strömung, um eine Sedimentierung zu verhindern. Mit der
Strömung werden nicht nur Sauerstoff und Nährstoffe
zu den Steinen und auch in die Steine hinein transportiert, sondern den Steinen auch Schad- und Abfallstoffe und abgelagerte Sedimente wieder entrissen.2
Nur durch eine starke und direkte Beströmung kann ein lebender Stein „atmen“ und nachhaltig gepflegt werden. Dieser
Anforderung wird der Riffaquarianer aber nicht gerecht, wenn
lebende Steine wahllos im Technikbecken übereinandergestapelt werden, davon ausgehend, dass der Durchfluss durch
das Technikbecken schon reichen wird, um die Steine mit
Frischwasser zu versorgen. Vergleicht man einmal, z. B. bei
einem Beckenab- oder umbau die lebenden Steine aus den
Eine mit Steinen überfrachtete Filterkammer. Foto: MA
Beim Stoffwechsel entstehen Endprodukte, die sich auch im Dekorationsgestein sammeln. Hier finden sich viele gelöste Substanzen - bis hin zu gelösten Gasen (Gasaustausch: z.B. Stickstoff aus der Denitrifikation). Jeder Stoffwechsel produziert Endstoffe,
die ggf. auch die Aufnahme von neuen Nährstoffen behindern können.
2
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Leimrute
Sandfloh
Grabgänge von Asseln
Ein gewisser Verlust von
Lebewesen ist leider
unvermeidlich
Viele Lebewesen der Sandzone konkurrieren
miteinander Fotos: Latka/Kirchhauser
Flohkrebs
licht- und strömungsexponierten Bereichen des Beckens mit
denen aus dem Unterbau, wird der Unterschied schnell klar!
Zurück zur Annahme einer Verdrängung der Nitrifikationsbakterien durch fotosynthetische Aufwuchsorganismen.
Grundsätzlich ist der theoretische Ansatz einer kompetitiven
Verdrängung (= Wettbewerbsverdrängung) von Organismen
durch konkurrenzstärkere Lebewesen durchaus berechtigt
und ich kann unterstreichen, dass die ökologische Sukzession
(= Austausch einer bestehenden Organismengemeinschaft)
im Riffaquarium für uns Riffaquarianer ein großes Thema
ist. Das bedeutet, dass wir über die Zeit den Verlust verschiedener Organismen ein Stück weit hinnehmen müssen. Zum
einen können wir viele Lebewesen und Bewohner unserer
Riffaquarien nicht oder nicht ausreichend ernähren und
versorgen. Zum anderen haben wir grundlegende Schwierigkeiten dabei, die in der Tat oft übermäßig dominante
Entwicklung konkurrenzstarker Organismen, beispielsweise
durch spezifische Fressfeinde, einzudämmen. Jedoch wäre
eine solche Verdrängung von Nitrifikationsbakterien durch
fotoautotrophe Organismen messbar, denn es würde sich
über die Zeit Ammonium und Nitrit in signifikanten Konzentrationen im Wasser anreichern. Das kann ich allerdings
aus meiner praktischen Erfahrung nicht bestätigen, nicht
einmal in jahrelang gepflegten Riffaquarien, die nach dem
„Berliner System“ betrieben werden. Vielmehr reichern äl-
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der Meerweraquarianer
Seeigel als „Grazer“ dezimieren laufend mikrobielle Biofilme. Neues kann nachwachsen.
Foto: H. Kirchhauser
tere Riffaquarien oftmals Nitrat an, also das Endprodukt der
Nitrifikation, sodass wir eine kritisch gestörte Nitrifikation im
praktischen Alltag überhaupt nicht annehmen müssten. Eine
Verdrängung von Nitrifikationsbakterien durch fotoautotrophe Organismen im beleuchteten Riffaquarium kann ich anhand meiner Erfahrung nicht nachvollziehen. Dazu kommt,
dass die potenziell im Riffaquarium zur Verfügung stehenden
Oberflächen sehr groß sind. Neben den Steinen müssen wir
noch den Bodengrund (sofern vorhanden) und die Aquarienscheiben mitberücksichtigen. Gerade der Bodengrund ist ein
sehr dynamisches System, das regelmäßig durch Strömung
oder durch Sandbewohner umgewälzt und dadurch auch
mechanisch gestört wird. Auch die Scheiben werden regelmäßig gereinigt, und dabei wird immer neuer Siedlungsraum
frei, der z. B. von nitrifizierenden Bakterien besiedelt werden
kann. Im Übrigen entwickeln sich die mikrobiellen Biofilme
auf Hartsubstraten durch den Einfluss von Weidegängern
(im engl. Grazer genannt), wie Einsiedlerkrebse, Schnecken,
Fische, etc., ebenfalls sehr dynamisch. Solche kontinuierliche
Störungen schaffen Raum für die Ansiedlung von verschiedenen Bakterien und Mikroben, so auch für Nitrifikanten.
Alleine die Dynamik der Biofilmentwicklung ist für mich
Grundlage genug, um zu verstehen, warum wir selbst
nach Jahren des Betriebs keine Probleme mit einer gestörten Nitrifikation haben, weil sich die Siedlungsflächen im
Aquarium verändern, sich durch Abrieb erneuern, und die
Organismenstruktur der Biofilme durch den Einfluss von
Weidegängern keine konstante Größe ist. Demnach ist eine
Auslagerung von lebenden Steinen (oder auch die Bereitstellung von anderen Siedlungsflächen durch diverse Filtermedien) im Technikbecken nach meiner Erfahrung absolut
überflüssig und unnötig. Im Gegenteil, die Bereitstellung
von zusätzlichem oxischem Siedlungsraum im Technikbereich erachte ich als äußerst kontraproduktiv! Ich möchte
das im Weiteren am Beispiel der Nitrifikation erläutern.
Der Nitrifikationsprozess und seine
Auswirkungen auf die Stickstoffverfügbarkeit
Das Element Stickstoff hat in seinen verschiedenen chemischen Verbindungen unterschiedliche Elektronenkonfigurationen, d. h. Redoxzustände, die sich auf die biologische
Verfügbarkeit und Nutzbarkeit des jeweiligen Nährstoffes
auswirken. In reduzierten Formen wie in den organischen
Aminogruppen (in Aminosäuren oder Aminozuckern, etc.)
oder im anorganischen Ammonium, ist die Nutzbarkeit des
Stickstoffs sehr gut, im oxidierten Nitrat hingegen schlecht,
und im molekularen N2 sogar kaum möglich (mit Ausnahme Stickstoff fixierender Cyanobakterien). Wenn wir also die
Verfügbarkeit von Stickstoff, z. B. für heterotrophe Bakterien,
für Algen oder auch für Korallen und ihre Zooxanthellen
betrachten, müssen wir zur Kenntnis nehmen, dass reduzierter Ammonium-Stickstoff stoffwechselphysiologisch
energetisch günstiger ist, als der oxidierte Nitrat-Stickstoff.
Ein zusätzlicher oxischer Lebensraum für nitrifizierende
Bakterien, z. B. über Steine oder entsprechende Filtermedien
im Technikbecken, erzeugt also zwangsläufig eine verstärkte
Konkurrenz um wertvollen reduzierten Ammonium-Stickstoff, nicht nur gegenüber Korallen sondern vor allem auch
gegenüber vielen anderen Organismen wie Bakterien, Mikro- oder Makroalgen. Je größer demnach die Population der
Nitrifikationsbakterien im Riffaquarium ist, desto schwieriger
ist es für die Organismen, Ammonium als Stickstoffquelle zu rekrutieren. Die Nitrifikation verschlechtert also die
allgemeine biologische Stickstoffverfügbarkeit durch die
Produktion von oxidiertem Nitrat-Stickstoff, der zwar auch,
z. B. von Korallen, respektive Zooxanthellen, genutzt werden kann, jedoch energieaufwendig enzymatisch reduziert
werden muss (dies entspricht der Umkehr der Nitrifikation).
Die wirtschaftliche Bilanz ist hier sehr einfach: je höher die
Nebenkosten sind (durch die Rückwandlung von oxidiertem
Stickstoff in reduzierten Stickstoff), desto geringer fällt der
Gewinn aus (geringeres Korallenwachstum). Die Nitrifikation
ist demnach ein Prozess, den ich in der heutigen modernen
Riffaquaristik in ihrer Auswirkung zu minimieren versuche!
Diese Aussage möchte ich etwas ausführlicher erläutern
und an dieser Stelle feststellen, dass wir heute ganz andere
Gegebenheiten haben, als noch zu Zeiten des Rieselfilters.
Wir genießen seit mehreren Jahren eine beinahe perfekte
Verfügbarkeit von Korallen und auch von vielen anderen
Wirbellosen im Handel, was sich auch in der Qualität unserer heutigen Riffaquarien widerspiegelt. Während früher
Riffaquarien relativ spärlich besetzt waren, vor allem was die
50
der Meerweraquarianer
Artenvielfalt anbelangt, sind die Riffaquarien heute reichlich
mit den verschiedensten Korallenarten besiedelt. Ich erinnere mich an die 1980er und die frühen 1990er Jahre, als sich
ein Rudel nervöser Kunden um den frisch eingetroffenen
Korallenimport beim Händler einfand, und jeder Einzelne
bemüht war, die eine einzige Acropora aus Indonesien zu
ergattern, für die damals gerne auch ein paar hundert Mark
über den Tresen wanderten, wenn sie einen Grünschimmer zeigte. Heute erleben wir ein solches Kaufverhalten
natürlich auch, jedoch auf einem ganz anderen Niveau, das
nichts mehr damit zu tun hat, dass wir das Becken nicht ausreichend mit bestimmten Korallenarten besetzen könnten.
Vielmehr geht es um besondere Farbmorphen, extravagante
Farbausprägungen und natürlich auch um Seltenheit.
Riffaquarien sind heute im Vergleich zu jenen der 1980er
und 1990er Jahren sehr schnell voll besetzt, d. h., dass sich
der Anteil an Dekorationsoberfläche, der in den früheren
Riffaquarien kaum mit Korallen besetzt war, heute zu einem
weitaus größeren Anteil in Korallenoberfläche umgewandelt hat. Und diese Korallenoberfläche bindet im Zuge ihres
Wachstums unter anderem auch Ammonium. Die Gefahr
einer Ammoniakvergiftung oder auch einer Nitritvergiftung
(die im Meerwasser ohnehin nicht das Toxizitätsniveau erreicht wie im Süßwasser [siehe GLASER, 2014]), ist bei der heute
typischen Korallenbesatzdichte kaum mehr zu erwarten.
Der praktische Stellenwert, den die Nitrifikation vor mehr als
zwanzig Jahren hatte (was sich bis heute noch in den LehrStickstoffkreislauf im Meerwasseraquarium
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gesunken. Vielmehr steht die Nitrifikation, als ursprünglich
essenzielle aquarienbiologische Funktion, heute in direkter
ökophysiologischer Konkurrenz zu den Korallen, weil sie
a) auf die gleiche wertvolle Stickstoffform (Ammonium) fokussiert ist, und
b) durch die Oxidation des Ammonium-Stickstoffs zu
Nitrat-Stickstoff zusätzlich die allgemeine Stickstoffverfügbarkeit im Riffaquarium verschlechtert.
Riffaquarien sind heute im Vergleich zu jenen der 1980er und 1990er Jahren
schnell voll besetzt. Diese Korallenoberfläche bindet im Zuge ihres Wachstums
unter anderem auch Ammonium. Fotos: Aquarien H. Speck/O.Buschmann
Die Bedeutung der Nitrifikation für
die Startphase von Riffaquarien
Ich möchte das bisher Geschriebene begründen und dabei
einen weiteren wichtigen Punkt ansprechen, nämlich den Aspekt der funktionellen Wirkung der Ammonium-Aufnahme
durch symbiontische (zooxanthellate) Korallen in der „Startoder Einfahrphase“. Damit betrachte ich nur einen von mehreren Aspekten, der für mich die „klassische Einfahrphase“, mit
einer unspezifisch langen Wartezeit bis zum Korallenbesatz,
kontraproduktiv, vielmehr wahrhaftig konzeptlos macht.
An dieser Stelle möchte ich betonen, dass ich den Begriff der „Einfahrphase“ grundsätzlich zu vermeiden
versuche, weil er mir zu stark historisch geprägt ist. Stattdessen bevorzuge ich den neutralen Begriff der Startphase, der weder eine besondere Art und Weise, noch
einen festgelegten zeitlichen Verlauf impliziert.
Betrachten wir nun die Entstehung und Entwicklung der
Nitrifikationskette im Rahmen der Startphase eines Riffaquariums. Die biologische Ammonium-Oxidation, als erster
Schritt im Nitrifikationsprozess, der als Produkt Nitrit (NO2-)
freisetzt, steht in direkter Konkurrenz zur Aufnahme von
Ammonium nicht nur durch die Korallen sondern durch viele
andere Organismen, u. a. auch z. B. durch viele heterotrophe
Bakterien. Werden keine Korallen eingesetzt, kann sich aus
einer bestehenden Ammoniumquelle (z. B. aus abgestorbenen
Organismen in lebenden Steinen oder aus früh eingesetzten
Fischen) eine hohe Ammonium-Konzentration aufbauen.
Typischerweise reagieren die Nitrit-Oxidierer, also jene, die
im Nitrifikationsprozess im zweiten Schritt Nitrit oxidieren
51
und als Produkt Nitrat (NO3-) freisetzen, sehr empfindlich
auf höhere Ammoniumkonzentrationen. Durch diese spezifische Ammonium-Sensitivität der Nitrit-Oxidierer kommt
es zu dem allgemein bekannten Nitrit-Peak, d. h. zu einem
Anstieg in der Nitrit-Konzentration, der oft in Lehrbüchern
als potenziell schädlich beschrieben wird. Ob das de facto so
ist, sei an dieser Stelle einmal dahingestellt, aber der Anstieg
in der Nitrit-Konzentration zeigt, dass die Ammonium-Oxidierer kompetent die Ammonium-Konzentration verringern
und Ammonium zu Nitrit oxidieren. Die Abnahme in der
Ammonium-Konzentration ermöglicht es nun den ammoniumempfindlichen Nitrit-Oxidierern zu wachsen. Erst jetzt
wird das akkumulierte Nitrit zu Nitrat oxidiert, sodass zum
einen die Nitrit-Konzentration sinkt und entsprechend gleichzeitig die Nitrat-Konzentration steigt. Die Nitrifikationskette
läuft erst jetzt vollständig ab. Diesen Ablauf mit der typischen
„Nitrit-Spitze“ (auch „Nitrit-Peak“ genannt) kennen wir sehr
gut in nicht oder schlecht besetzten jungen Riffaquarien,
die nach der „klassischen Einfahrphase“ gestartet werden
und die eine Ammonium-Ausgangsbelastung erfahren, die
nicht durch früh eingesetzte Korallen kontrolliert wird.
Werden hingegen, wie ich es empfehle, frühzeitig zooxanthellate Korallen (ca. 4 Tage nach dem Betrieb der Anlage
mit korrekt eingestellten Parametern! Die Red.) eingesetzt,
die Ammonium aus dem Wasser aufnehmen, kann die
Ammonium-Belastung von den Nitrit-Oxidierern genommen werden, d. h. die Nitrifikationskette kann sich, in Abhängigkeit von der Ammonium-Ausgangskonzentration
schneller etablieren. Es kommt nicht zwangsläufig zu dem
beschriebenen Nitrit-Peak, weil sich beide Oxidationsschritte,
die Ammonium-Oxidation und die darauf folgende NitritOxidation, zeitlich annähern. Auf Basis einer geringeren
Ammonium-Belastung kann sich die Nitrifikation deutlich
schneller etablieren als in einem Riffaquarium, das in der
„klassischen Einfahrphase“ sich selbst überlassen ist.
Voraussetzung für die Nitrifikation ist immer, dass überhaupt
Ammonium zur Verfügung steht. Diesen Punkt zu thematisieren ist sehr wichtig, weil wir z. B. in vorrangig keramisch
gestalteten Riffaquarien kaum eine Ammonium-Ausgangsbelastung vorfinden und die Nitrifikation hier folglich auch gar
nicht entstehen kann. Wir müssen also solche Riffaquarien
aktiv „düngen“, damit eine allgemeine Stickstoffverfügbarkeit zur Entwicklung der unterschiedlichsten Organismengruppen, d. h. nicht nur der Korallen, eingestellt werden
kann. Hier gilt vor allem, was ich im kommenden zweiten
Teil meines Artikels ausführlich besprechen werde, dass
die Gesamtdekorationsoberfläche im Aquarium das nötige
Ausmaß einer solchen aktiven Düngung direkt beeinflusst.
Mehr Siedlungsraum bedeutet allgemein auch mehr Fläche
für sich entwickelnde Biofilme und wachsende Biofilme
haben wiederum einen bestimmten Nährstoffbedarf, d. h.,
es muss in üppiger dekorierten Riffaquarien auch mehr
gedüngt werden. Dazu wie gesagt mehr im zweiten Teil.
Die Nitrifikation ist also kein Prozess, der sich von alleine und
schon gar nicht grundsätzlich entwickelt! Vielmehr hängt
dies immer von den jeweiligen Umgebungsbedingungen ab.
52
der Meerweraquarianer
Das zügige Einsetzen von Korallen ist heutzutage leichter möglich als zu früheren
Zeiten. Viele Nachzuchtkorallen werden im Handel zu günstigen Preisen angeboten. Foto: MA
Jede Wartezeit im Rahmen der Startphase zur Entwicklung
der Nitrifikation erfordert immer auch die Verfügbarkeit von
Ammonium. Statt der in meinen Augen konzeptlosen Wartezeit, empfehle ich, stattdessen zügig Korallen einzusetzen, die
aktiv zur Ammonium-Entlastung des Riffaquariums beitragen
und damit für die Nitrifikation günstigere Entwicklungsvoraussetzungen schaffen. In diesem Zusammenhang empfehle
ich jedem Riffaquarianer, das junge Aquariensystem zu kontrollieren und nicht dem Zufall zu überlassen! Dazu gehört
auch eine aktive Stickstoffzufuhr, wenn es denn der Bedarf
so erfordert, was bei üppig gestalteten Riffaquarien, bzw. bei
dominant keramischen Gestaltungen fast immer der Fall ist.
Die Diskussion um das Thema Nitrifikation ist im Übrigen
nicht neu, schließlich sind die Sprüh- und Rieselfilter in den
späten 1990er und den frühen 2000er Jahren aus dem Grund
verschwunden, weil sie nichts anderes taten, als reduzierte
Stickstoffverbindungen zu oxidieren und Nitrat zu produzieren. Seinerzeit ging es jedoch nicht darum, Ammonium
als Stickstoffquelle zu bewahren sondern um die Aufgabe,
die Nitratakkumulation zu verhindern. Letztendlich ist die
Konsequenz der praktischen Entwicklung aber die gleiche.
Es wurde angenommen, dass aerobe Bakterien im Rieselfilter
organische Stickstoffverbindungen wie Proteine, Polypeptide
oder Aminosäuren mineralisieren und daraus Ammonium
entwickeln, das sofort in die Nitrifikation eingeschleust wird.
Dadurch war die Effizienz der Eiweißabschäumung drastisch
verschlechtert, weil ein Großteil der potenziell abschäumbaren
Substanzen bereits vor dem Abschäumer umgewandelt (mineralisiert) und Stickstoff bakteriell bis hin zu Nitrat oxidiert wurde, das wiederum nicht abschäumbar ist. Das hat sich auch
Die Entfernung der Rieselfilter war
ein Gebot der Vernunft
als richtig erwiesen. Die Entfernung der Rieselfilter hatte allerdings nicht zur Konsequenz, dass Riffaquarien nun gefährliche Ammoniak- oder Nitritkonzentrationen aufbauten. Der
Rieselfilter als Methode war damals schon ein Relikt aus einer
Zeit, als Fischaquarien sehr populär waren und es noch kaum
Korallen im Handel gab, bzw. diese im Rahmen der damaligen aquaristischen Möglichkeiten äußerst schwer zu pflegen
waren. Vermutlich war es hier tatsächlich notwendig, die hohen Ammoniumkonzentrationen aus dem Fischstoffwechsel
möglichst effizient in relativ ungefährliches, aber für die Korallenpflege ungünstiges Nitrat umzuwandeln. Da diese Zeit vor
1980 und damit auch vor meiner aktiven Zeit als Meerwasseraquarianer stattfand, kann ich hier leider nur Literaturwissen
oder Wissen Anderer aus dieser Zeit rezitieren. Aber gerade
das Studium der Literatur von früher, z. B. das mir vorliegende
Buch „Das optimale Meerwasseraquarium“ von Horst E. Kipper (ehemals Fa. Hilena, später Gründer der Fa. Dupla. Meine
Ausgabe, mit der ich damals aufwuchs, ist von 1984), zeigt uns
heute, welche technischen und logistischen Voraussetzungen
damals gegeben waren und wie sehr sie sich qualitativ und
quantitativ von den Möglichkeiten heute unterscheiden.
Die Frage, warum mit dem Entfernen der Rieselfilter keine im
Allgemeinen gefährlich hohen Ammoniak- bzw. Nitrit-Konzentrationen entstanden sind, hat mindestens drei Antworten.
Erstens wurden seitens der Riffaquarianer, zugunsten der Korallenpflege, weniger Fische eingesetzt, was die Ammoniumbelastung an sich schon senkte. Zweitens wurde die Eiweißabschäumung durch die Erhaltung potenziell abschäumbarer
Substanzen ohne den Rieselfilter wirkungsvoller, d. h. der
Stickstoffexport wurde effizienter, was ebenfalls die Ammo-
niumbelastung reduzierte. Drittens fanden durch verbesserte,
d. h. häufigere und gezieltere Handelsbeziehungen, sowie v.
a. durch die zahlreichen Nachzuchtprogramme immer mehr
symbiontische Korallen ihren Weg in unsere Riffaquarien,
die durch ihr Wachstum direkt die Ammonium-Konzentration senkten. Alle übrigen positiven und v. a. leistungsfähigen Entwicklungen im Bereich der Propellerpumpen, der
Förderpumpen, der Abschäumertechnik sowie der T5- und
heute LED-Beleuchtungstechnik, müssen an dieser Stelle als
indirekte Faktoren mehr als berechtigt Erwähnung finden.
Wir sind heute in der Diskussion um die Thematik der Nitrifikation noch einen Schritt weiter und ich erachte die allgemeine Entwicklung der Korallenpflege bis heute als relevantesten
Faktor für die geänderte Bedeutung der Nitrifikation im Vergleich zu den Dekaden des späten Zwanzigsten Jahrhunderts.
Wir sind schon längst, und ich denke unbemerkt, an einem
weiteren historischen Scheidepunkt angekommen, an dem
ich gemäß meiner vorgelegten Argumentation die Nitrifikation nicht nur als, mehr oder weniger, bedeutungslos, sondern
sogar als kontraproduktiv darstelle. In keinem Fall, und hier
schließe ich den Kreis zum Ursprung meiner Erörterung, ist
daher der willkürliche Einsatz von lebenden Steinen oder
anderer Siedlungssubstrate für aerobe Bakterien im Technikbereich sinnvoll, sondern, wie erläutert, in den meisten
Fällen kontraproduktiv. Lebende Steine können durchaus in
speziellen bypassbetriebenen Lebendgestein-Refugien pflegt
werden. Hier sind sowohl die Platzierung der Steine, also auch
die Licht- und Strömungsbedingungen entsprechend so optimiert, dass lebende Steine nachhaltig gesund gepflegt und ihre
Vorteile ausgenutzt werden können. Aber auch hier gilt, dass
eine größere Siedlungsfläche auch einen höheren Nährstoffbedarf im Aquarium zur Folge hat, was aquarienpraktische
Berücksichtigung finden muss. Auch in Abhängigkeit von
z. B. der Ammonium-Konzentration im Wasser, kann eine
größere Siedlungsfläche eine vergleichsweise höhere Nitrifikationsrate erzeugen, wodurch die Stickstoffverfügbarkeit
beeinflusst wird. Mit diesem Informationshintergrund als
Leitidee lade ich zur Lektüre des zweiten Teils meines Artikels
ein, der im Speziellen die Riffaquariendekoration und ihre
gestalterische Ausprägung anspricht, und dazu spezifische
Parameter definiert, mit denen wir in der Lage sind, die Auswirkungen auf die Aquarienbiologie und damit auch auf
den praktischen Aquarienalltag hinsichtlich der Nähr- und
Mineralstoffversorgung zu beurteilen und vorherzusehen.
Teil 2: Entwicklung und Definition von Parametern zur Charakterisierung
der Aquariengestaltung hinsichtlich ihrer aquarienbiologischen Auswirkungen auf das Riffaquarium (in Vorbereitung).
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